有關遺傳概念的學習，在生物教育中佔有相當重要的地位。不過，遺傳概念卻也是學生最感困難的內容之一。現今教育不斷革新，科技的進步更是一日千里，本研究希望能依循九年一貫教育改革的精神，運用生物科技的發展，使染色體、基因及DNA等抽象概念教學內容能夠邁向具體化。為實現上述之目的，本研究以基因改造生物(GMO)社會議題所撰寫之教學模組為對象，依GMO模組中學生的學習需要，並考量教師的專業能力、教學負擔及教學時數，設計適合國小高年級學童主動建構知識的實驗活動。所以，本研究的目的是希望運用生物科技的發展，設計輔助遺傳教學和GMO教學模組有關的實驗活動。
本研究所設計的實驗活動有「DNA SPA」、「螢光菌DIY」、「基因的家─染色體的觀察活動」和「孟德爾魔豆」。研究主要結果為：
1. 學生對實驗活動的學習興趣很高，而且學生可學習到各個實驗中的遺傳概念。
2. 參與研究的國小教師認為，各實驗教學活動在國小，不但可行且具有相當價值性。因為，各個活動的操作技能容易，器材取得方便，且能做為學習遺傳概念的引子。
根據研究結果和結論，作者也就所設計的四項實驗活動和其他基本遺傳概念學習之間的連結，各實驗活動的規劃與實施情形和現行教科書的編輯內容等議題提出建言。

About learning of genetics concept is an important position to biological education. Nevertheless, it is one of the contents which students were confused most. Today, education is improving unceasingly, and the process of technology is better and better. This study hopes to comine the educational reform and to make use of new biotechnology to make the abstract concepts, like chromosome, gene, DNA, and so on, concrete GMO(Genetically Modified Organism) is a motive cause to discuss the topic. According to student in want of GMO Teaching Module, and consider the special skill of the teacher the teaching burden and the teaching hours, design experimentation activities which fit for 5th and 6th student to construct knowledge on the initiative. The purpose of this study was to make use of the biotechnology the development to assist the inheritable teaching and the experimentation activities about GMO Teaching Module. We also realize the situation, the experimentation activities between teachers and students, and make it a basis to ameliorate the teaching material. After the experimentation activities, we probe into the abstract inheritable concept which the elementary students learn and the ideas and opinions of the teacher in the elementary school.
The experimentation activities about this study are “DNA SPA”, “Fluorescent Bacterium DIY”, “The gene’s home — the observation of the chromosome”, and “Mendel magic pea”. The major findings of this study are that:
1. Students are interested in learning the experimentation activities much, and they can learn the inheritable concept in each experimentation.
2. Teachers thought the experimentation activities was valuable and practicable in the elementary school, because of the experimentation activities easily in skills of operations, equipment was acquired easily, and it could be a motive to learn inheritable concept.
According to the result and conclusion of the study, we had some suggestions in the experimentation activities in this study connect with other inheritable concept activities, plan to practice, and edited of present textbook.

目 次
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌 謝 Ⅲ
目 次 ………………………………………………………… Ⅳ
表 次 ………………………………………………………… Ⅴ
圖 次 ………………………………………………………… Ⅵ
第一章 緒論…………………………………………………… 1
第一節 研究動機……………………………………………… 1
第二節 研究目的……………………………………………… 4
第三節 名詞釋義……………………………………………… 4
第四節 研究範圍與限制……………………………………… 6
第二章 文獻探討……………………………………………… 7
第一節 九年一貫課程設計與內涵…………………………… 7
第二節 STS理論與模組的發展與內涵……………………… 15
第三節 現代生物科技的發展………………………………… 21
第四節 遺傳概念相關研究探討……………………………… 22
第五節 實驗教學之研究……………………………………… 25
第三章 研究方法……………………………………………… 32
第一節 研究對象……………………………………………… 32
第二節 研究設計……………………………………………… 33
第三節 研究工具……………………………………………… 34
第四節 研究程序……………………………………………… 35
第五節 資料分析……………………………………………… 37
第四章 研究結果與討論……………………………………… 38
第一節 DNA SPA活動的設計與實施……………………… 38
第二節 螢光菌DIY活動的設計與實施……………………… 54
第三節 基因的家─染色體活動的設計與實施……………… 59
第四節 孟德爾魔豆活動……………………………………… 62
第五節 教師對本研究實驗活動的觀點……………………… 73
第五章 結論與建議…………………………………………… 86
第一節 結論…………………………………………………… 86
第二節 建議…………………………………………………… 94
參考文獻 ………………………………………………………… 97
附錄 ………………………………………………………… 103
作者簡歷 ………………………………………………………… 120
表 次
表2-1 新舊課程國中小自然或生物課程中與DNA或基因有關的概念與活動……………………………………………… 10
表2-2 九年一貫國中小自然或生物課程中與DNA或基因有關的概念與活動……………………………………………… 12
表2-3 九年一貫課程「遺傳」有關課題、主題和教材內容分析…………………………………………………………… 14
表3-1 「DNA SPA」、「螢光菌DIY實驗」和「基因的家─染色體的觀察」活動研究對象……………………………… 32
表4-1 DNA SPA活動的遺傳相關概念………………………… 38
表4-2 DNA SPA使用器材修改對照表………………………… 40
表4-3 學生對DNA的熟悉度分析……………………………… 44
表4-4 學生對DNA特質的看法………………………………… 44
表4-5 學生對DNA功能的看法………………………………… 45
表4-6 學生對DNA在細胞中存在位置次數統計……………… 46
表4-7 學生對DNA在細胞中存在位置教學前後統計………… 46
表4-8 學生對DNA顏色的看法………………………………… 47
表4-9 學生對DNA顏色的看法在教學前後的變化…………… 47
表4-10 學生對DNA樣子的形容………………………………… 49
表4-11 學生親眼看到DNA的感覺反應………………………… 49
表4-12. 學生親眼看到DNA的感覺原因………………………… 50
表4-13. 學生對各種材料的DNA差異回答情形………………… 51
表4-14. 學生對萃取材料效果較佳的原因分析…………………… 51
表4-15. 學生對DNA SPA實驗的操作步驟難易統計………… 52
表4-16. 學生對DNA SPA實驗的操作步驟趣味統計………… 53
表4-17. 螢光菌DIY實驗活動概念………………………………… 54
表4-18. 學生對螢光菌DIY實驗的操作步驟難易分析…………… 57
表4-19. 學生對螢光菌DIY實驗操作步驟的趣味感分析………… 58
表4-20. 學生對螢光菌DIY實驗實驗製作原理回答統計………… 58
表4-21. 基因的家─染色體觀察實驗活動概念…………………… 60
表4-22. 孟德爾魔豆活動概念……………………………………… 63
表4-23. 孟德爾魔豆活動說明……………………………………… 63
表4-24. 學生在「魔豆教學前後測」表現之得分………………… 71
表5-1. 孟德爾魔豆活動內容及學習年段分析…………………… 89
圖 次
圖3-1 本實驗活動之STS課程架構……………………………… 34
圖3-2 研究流程圖………………………………………………… 36
圖4-1. DNA SPA改良前活動步驟……………………………… 39
圖4-2 DNA SPA改良後活動步驟……………………………… 40
圖4-3 豌豆雜交性狀……………………………………………… 64
圖4-4 鬆土、播種………………………………………………… 66
圖4-5 發芽………………………………………………………… 66
圖4-6 架圍籬……………………………………………………… 66
圖4-7 架胡瓜網…………………………………………………… 67
圖4-8 觀察花的構造……………………………………………… 67
圖4-9 結豆莢……………………………………………………… 67
圖4-10 人工授粉…………………………………………………… 67
圖4-11 種子………………………………………………………… 67
圖4-12 豌豆白粉病………………………………………………… 68
圖4-13 豌豆授粉過程……………………………………………… 69
圖5-1. 實驗活動遺傳概念的聯結………………………………… 90
圖5-2. 實驗活動設計架構………………………………………… 91
圖5-3 各實驗活動和遺傳概念間的聯結………………………… 92
附 錄
附錄一 DNA SPA活動紀錄單………………………………… 103
附錄二 螢光菌DIY活動紀錄單………………………………… 109
附錄三 基因的家─觀察染色體活動紀錄單…………………… 115
附錄四 DNA SPA材料萃取結果分析………………………… 118

中文部分
毛松霖(民83)。國民小學自然科新課程概說。台北：台彎省國民學校教師研習會。
王澄霞(民84)。STS活動中之「學」與「教」。科學教育學刊，3(1)1，15-137。
王澄霞(民86)。STS教師的專業成長。科學教育學刊，5(1)，23-58。
甘漢銧(民87)。我國國小自然科課程教材演變分析研究。科學教育研究與發展季刊，13，26-58。
王雅亮(民90)。非制式生物科技教育之理論與實際，戴嘉南、林煥祥、謝義勇(主持人)，中華民國第十七屆科教年會，高雄師範大學。
朱文深(民90)。生物技術與基因造食品，環境檢驗，34，7-26。
江世賓(民87)。山地小學學生的自然科學學習面貌。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
吳璧純(民90)。科學─科技─社會(STS)教育思潮及教學取向。教育研究月刊，92，69-76。
李隆盛(民90)。國中「自然與生活科技」的教學模組。生活科技教育，34(3)，17-23。
林陳涌、童麗珠(民89)。生物實驗教學能力重要性評估比較研究。師大學報，45(2)，21-38。
林慶隆(民91)。自然與生活科技學習領域「生活化」教材的探討。教學論壇，15(1)，25-35。
洪秀鈴(民92)。GMO教學模組之發展興評鑑。國立台南師範學院自然科學教育學系碩士班論文。
國立編譯館(民79)。國民小學自然科學課本，第十二冊。台北：臺灣書店。
國立編譯館(民90)。國民中學生物課本下冊，第十二冊。台北：臺灣書店。
陳詩涵、何盈慧、朱雅穗、林陳涌(民87)。國中生物教師對現行生物教科書的看法(一)。科學教育月刊，215，24-28。
陳詩涵、何盈慧、朱雅穗、林陳涌(民88)。國中生物教師對現行生物教科書的看法(續)。科學教育月刊，216，56-64。
黃台珠(民82)。中學生遺傳學習的現況與問題。高師大學報，4，269—300。
黃台珠、鄭世暖、林明輝、蘇懿生、張學文、趙大衛(民83)。國中生物遺傳教學的改進研究。高雄師大學報，5，318-340。
陳文典(民86)。STS理念下之教學策略。物理教育，1(2) ，85-95。
陳文典(民88)。STS教學在台灣 STS科學教育研討會(II)。台北：國科會科教處。
中華民國課程與教學學會(民89)。學校本位課程發展基本理念與實施策略。台北市：教育部。
教育部(民90)。國民中小學九年一貫課暫行綱要。台北市：教育部。
郭文禎(民88)。國小學生投入實驗活動的方式興其對實驗看法之關係。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
湯清二(民89)。我國非主修生物大學生對DNA認知的了解與改善學習的策略探討。科學教育學刊，8(1)，101-121。
董安琪(民91)。知識經濟知識創業家。科學發展月刊，353，62-68。
詹姆斯、華生(民89)。追求人類預期的未來。牛頓，211，62-65。
熊召弟、王美芬、段曉林、熊同鑫譯(民84)。科學學習心理學。台北：心理出版社。
熊召弟(民80)。科學實驗活動之「學習」探討。國民教育，31，2-5。
蔡佩穎(民87)。國一學生參與生物實驗活動之過程分析與成效探討。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
盧玉玲、連啟瑞(民86)。STS教學模組開發模式之建立及其實際教學成效評估。科學教育學刊，5(2)，219-243。
賴慶三、楊繼正(民90)。國小自然資源教學模組的發展研究。國立臺北師範學院學報，14，673+675-703。
魏明通(民83)。各國科學─技術─社會課程教材評介。教育部中等教育司教學資料叢書。台北市：國立台灣師範大學科學教育中心出版。
薛靜瑩(民87)。國小國中學生的遺傳先前概念。國立台灣師範大學生物所碩士論文。
薛靜瑩、林陳涌(民88)。學生對遺傳先前概念之探討。科學教育月刊，217，2-16。
蘇育任、陳素琴、陳宜亨、李溪男、施慶麟(民88)。將STS理念融入國小自然科課程的嚐試。教育學術研討會論文集， 845-882。
蘇育任(民88)。國小自然科第十二冊STS教材的研發與試驗。國民教育研究集刊(臺中師院)，7 ，31-49+51。
蘇育任(民90)。九年一貫自然與生活科技課程融入STS理念的研究。連啟瑞(主持)，STS教育理念如何走進課程。STS科學教育研討會(Ⅲ)，台灣師範大學。
蘇遠志(民89)。基因食物面面觀。台北市：元氣齋出版社。
英文部分
Aikenhead G. (1994) . What is STS science teaching ? In J. Solomon & G. Aiklenhead (eds.) ,
STS Education : International perspectives on reform , ch5. pp.47-59. NY . : Teachers
College , Columbia University.
Bahar, M., Johnstone,A.H.,& Hansell,M.H. (1999). Revisitiog learning difficulties in biology. Journal of Biological Education, 33(2), 84-86.
Banet, E., & Ayuso, E. (2000). Teaching Genetics at Secondary School:A Strategy for Teaching about the Location of Inheritance Information. Science Education, 84, 313-351.
Bruner, J. S. (1960). The process of education. New York: Vintage Books.
Burden, P. R. ,& Bacon, D. M. (1999). Methods for effective teaching (2nd. Ed. ) . Boston, MA : Allyn and Bacon.
Byee , R. W. (1985) . The sisyphean question in science education : What should the scientifically and technologically literate person know , value and do-as a citizen ? In Bybee , R. W. (Ed.) , Science-technology-society , pp.79-93. 1985 NSTA Yearbook. Washington , DC: National Science Teachers Association.
Carey, S., Evans, R, Honda, M., & Jay, E. (1989). ‘An experiment is when you try it and see if it works’: A study of grade 7 students’ understanding of the consturuction of scientific knowledge. International Journal of Science Education. 11, 514-529.
Cheek, D. W. (1994). Trends and dilemmas in science, technology , and society education within K-12 schools in the United States. ED. 381429.
Collette, A. T., & Chiappetta, E. L. (1994). Science instruction in the Middle & Secondary Schools. New York: Macmillan Publishig Company.
Deadman, J. A., & Kelly, R. J. (1978). What do secondary school boys understand about evolution and heredity before they are taught the topics? Journal of Biological Education, 12(7).
Gott, R., & Duggan, S. (1995). Investigation work in the science curriculum. Open University Press.
Hacklong N.W. and Tregust,D.(1984).Research data necessary for meaningful reiew of grade ten high school genetics curricula.Journal of Research in Science Teaching,21(2):197-209.
Heath, P.A.( 1992) Organizing for STS teaching and learning .The doing of STS Theory into Practice ,16:52-58.
Hodson, D. (1998). Teaching and Learning Science-Toward A Personalized Approach. Celtic Court: Open University Press.
Hodson, D., & Bencze, L. (1998).Becoming critical about practical work:changing views and changing practice through action research. International Journal of Science Education, 20(6), 683-694.
Huang, I., Cheng, S., Lin, M., Su, Y., Chang, H.-W., & Chao, D. (1994). Improving Genetics Instruction in Junior High School. Kaohsiung Normal University Journal, 5, 113-135.
Huang,I.(1987)Student Comprehension and Tenth Grade Biology Concept Learning in the Republic of China. Unpublished doctorial dissertation.Terre Haute, IN:Indiana State University.
Kargbo, D. B., Hibbs, D., & Erickson, G. L. (1980). Children''s beliefs about inherited characteristics. Journal of Biological Education, 14, 137-146.
Lewis, J., Leach, J., & Wood-Robinson, C. (2000). All in the genes?-young people''s understanding of the nature of genes. Journal of Biological Education, 34(2), 74-79.
Lucas, K., & Roth, E. M. (1996). The nature of scientific knowledge and stuent learning: Two longitudinal case studies. Research in Science Education. 26(1), 103-127.
Malacinski,G.M&Zell,P.W.(1996).Manipulating the "Invisible" learning molecular biology using inexpensive models. The American Biology Teacher,58,428-432.
Millar, R.(1989). Bending the evidence:The relationship between theory and experiment in science education. In R. Millar(Ed.), Doing science: Images of science in science education. (pp.38-61). London:The Falmer Press.
Padilla, M.(1991). Science activities, process skills, and thinking. In S. M. Glynn, R. H. Yeany, & b. k. Britton (Eds.), The psychology of Learning Science (pp. 205-217). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Piel, E. J. (1981). Interaction of science, technology, and society in secondary schools . In N.C. Harms & R.E. Yager, (Eds.), What research says to the science teacher, Vol. 3
Rath, A. & Brown, D. E. (1996). Modes of engagment in science inquiry: A microanalysis of elementary stuent’s orientations toward phenomena at a summer science camp. Journal of Research in Science Teaching, 33(10),1083-1097.
Rode, G. A. (1995). Teaching protein synthesis using a simulation. The American Biology
Teacher, 57, 50-52
Schauble, L., Klopfer, L. E., & Raghavan, K. (1991). Students’ transition from an engineering model to a science model of experimentation. Journal of Research in Science Teaching, 28(9),859-882..
Schauble, L., & John, J. (1996). Students’ understanding of the objectives and procedures of experiment in the science classroom. The Journal of the Learning Sciences, 4(2), 131-166.
Sigismondi, L. A. (1989). A paper model of DNA structure & replication. The American
Biology Teacher, 55, 102-103.
Simon, S.A., & Jones, A.T. (1992). Open work in science: A Review of existing practice. London:King’s College London.
Solomon, G. E. A., Johnson, S. C., Zaitehik, D., & Carey, S. (1996). Father,like son:young
children''s understanding of how and why offspring resemble their parents. Child Devel.,
67, 151.
Stewart, T.H. (1982). Difficulties experienced by high school students when learning basic Mendelian genetics. American Biology Teacher. 44(2): 80-89
Tamir, p. (1991). Practical work in school science: An analysis of current practice. In B. E. Woolnough(Ed), Practical science. Great Britain: Open University press.
Tobin, K. (1986). Stuent task involvement and achievement in process-oriented science activities. Science Education, 70, 61-72.
White, R. T. (1996). The link between the laboratory.and learning. Intersntional Journal of Science Education. 18(7), 761-774..
Woolnough, B., & Allsop, T., (1985). Practical work in science. London:Cambridge University Press.
Yager, R. E., & McCormark, A. J. (1989). Assessing teaching /learning successes in multple
domains of science and science educaion. Science Education, 73(1), 45-58.
Yager, R. E., Blunck , S. M., & Ajam, M. (1991). The Iowa Assessment Package for Eva ;
Five Domains of Science Education. Iowa: Science Education Center.
Yager, R. E. (1992). The constructivist learning model:a must for STS classrooms, ICASE yearbook (pp. 14-17).
Yager, R. E. (1996). Science/Technology/Society as Reform in Science Education: State Univerisity of New York Press.